酸催化酯化法制备生物柴油动力学研究

以油酸和甲醇为原料,采用浓硫酸、固体酸SO42-/TiO2-SiO2或油酸的自催化作用进行催化,研究了油酸和甲醇酯化合成生物柴油过程的催化反应动力学.通过测定不同反应温度、不同催化剂浓度和不同甲醇/油酸摩尔比条件下油酸的转化率,回归得到了酯化反应动力学参数.研究结果表明,酯化反应及其逆反应均为二级反应.不同催化反应下的正逆反应活化能分别为33.8和13.9 kJ·mol-1(浓硫酸催化)、37.1和18.5 kJ·mol-1(SO42-/TiO2-SiO2催化)或49.1和31.1 kJ·mol-1(油酸自催化作用).以上述过程中得到的反应动力学方程分别计算了油酸的转化值,与实验值吻合很好.由上述结果可知,浓硫酸具有最高催化活性,要在相同反应时间内得到相同油酸转化率时需要的反应温度最低.油酸自催化反应速率慢,在相同的反应时间内,高温反应时才可使油酸的转化率与浓硫酸低温催化作用下的油酸转化率相同.SO42-/TiO2-SiO2催化活性介于浓硫酸与油酸自催化之间,由于具有稳定好、分离简单和无腐蚀等优点,也适合作为酯化反应的催化剂.     

过氧化苯甲酰在空气中的热分解动力学研究

利用热分析技术对过氧化苯甲酰在空气中的热分解进行了实验研究,考察了升温速率分别为0.1、0.2、0.5、1K·min-1时过氧化苯甲酰的放热情况。分别用传统的计算方法和等转化率法得到了反应的动力学参数,在不同升温速率条件下,传统计算方法得到的活化能为9.16、22.17、36.86、64.71kJ·mol-1;用等转化率方法得到的活化能范围为90～230kJ·mol-1。相对于传统方法,等转化率方法计算得到的表观活化能与实际反应的契合度更高。     

硅石、钾长石助熔磷矿碳热还原反应机理研究

分别使用硅石、钾长石作为助熔剂,考察反应温度,反应时间对磷转化率的影响。结果表明:钾长石助熔时磷的转化率明显高于硅石。利用HSC-5热力学软件及热重(TGA)分析方法,分别考察了磷矿碳热还原过程的热力学及动力学过程。结果表明:钾长石与硅石助熔相比,黄磷生产操作温度可降低215℃,钾长石助熔时的活化能降低了3.2k J×mol-1,具有较好的节能降耗效果。残渣XRD分析表明:钾长石助熔优于硅石的主要原因是钾长石分解释放物SiO_2反应活性高,Ca_5(PO_4)3_F可在较低温度下发生脱氟反应,同时因有碱金属参与造渣,低共熔物形成温度低,便于主反应的进行。     

碱金属碳酸盐对磷矿碳热还原反应的影响研究

通过热力学和实验研究对比分析了Ca_3(PO_4)_2与无烟煤和石墨的碳热还原反应,结果证明炭结构及其活性影响反应的发生;添加K_2CO_3、Na_2CO_3研究其对磷矿碳热还原反应的影响,结果表明,在1300℃、50 min下对比无添加体系,添加1.5%(wt)K_2CO_3和Na_2CO_3体系的P_2O_5转化率分别从46.7%提升至64.22%、59.14%,反应时间延长至4 h,P2O_5转化率分别可以达到91.32%、87.24%;渣相XRD、SEM分析表明加入碱金属碳酸盐可以促进磷矿的碳热还原反应,但并不改变其反应历程,且在1300℃下,渣相均以固态烧结形式排出,符合窑法磷酸的排渣要求;动力学分析表明磷矿碳热还原反应均为一级反应,且添加K_2CO_3和Na_2CO_3体系的活化能分别为182.91和195.38 kJ×mol~(-1),比无添加体系的209.93 kJ×mol~(-1)显著降低。     

中草药苦参的振荡行为研究

以苦参为底物,采用丙酮-BrO-3-Mn2+-H2SO4 振荡体系,探讨了苦参浓度、酸度、温度以及加入丙二酸和Cu2+对振荡反应的影响规律,并得出第一周期、第二周期的反应级数分别为0.9660和1.4262,周期表观活化能分别为111.027 kJ·mol-1和148.453 kJ·mol-1.分析了苦参振荡行为的原因及可能的机理.     

助熔剂硅石及钾页岩对磷矿碳热还原反应的影响

考察了硅石及钾页岩分别作为助熔剂时对磷矿碳热还原反应的影响.通过考察反应温度、反应时间、烟煤过剩系数和酸度值,研究两种助熔剂对磷转化率的影响.结果表明,随着反应温度的升高、反应时间的延长、烟煤过剩系数的增大,磷的转化率逐渐提高,最后趋于稳定.随着酸度值的增大,磷的转化率呈现先增大后减小的趋势.当反应温度为1400℃,反应时间为40 min,酸度值为1.02,无烟煤过剩系数为1.5时,硅石、钾页岩作为助熔剂时磷的转化率分别达到94.50％,95.31％.通过考察残渣特性,得出钾页岩作为助熔剂时,其残渣的流动温度较硅石降低了52℃,粘度摊开面积是硅石体系的2.25倍.     

柔性UPR树脂/粉煤灰非等温固化动力学

用差示扫描量热法(DSC)研究了柔性不饱和聚酯树脂/粉煤灰体系的非等温固化过程,利用T-β外推法确定了体系的固化工艺温度:凝胶温度257.625K、固化温度374.275K、后处理温度406.565K。用Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman-Reich-Levi法获得了柔性UPR固化反应表观活化能为Ea=83.94kJ·mol-1。由ASTME698-79标准方法求得指前因子,lnA=25.27;结合Crane方程分析知,复合体系的固化反应接近于一级反应。最终建立了复合体系固化反应动力学方程为ln(ddαt)=25.27-10096.22T+ln(1-α)0.9126。     

钾长石-硫酸钙-碳酸钙热分解体系的再探索

对钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系提钾反应进行了热力学计算,系统研究了物料配比、焙烧温度、反应时间和Na2SO4添加量对热分解体系的影响,最后得出物料摩尔配比为n(钾长石):n(CaSO4):n(CaCO3)=1:1:14,在1423K温度下反应2h,钾长石中钾溶出率为92.02%.当Na2SO4添加量为2.94%时,反应温度可降为1273K,此时钾溶出率可达92%～94%.对焙烧产物进行了XRD分析,得出其主要物相为:K2SO4、3CaO·Al2O3和2CaO·SiO2,与物料摩尔配比1:1:14所确定化学反应的产物相吻合.     

磷石膏两步转化制备硫酸钾工艺研究

通过单因素试验得到磷石膏两步转化制备K2SO4的工艺条件:第一步反应的最佳试验条件为反应温度35℃,反应时间约90 min以上,n(Ca SO4)/n(2NH4HCO3)为0.9,该条件下磷石膏转化率η(SO2-4)达到59.86%;第二步反应的最佳试验条件为反应温度约50℃,反应时间约60 min,n[(NH4)2SO4)]/n(2KCl)为1,氯化钾转化率η(k+)为30.12%,该条件下产品中w(K2SO4)约69.3%。     

碳气化反应的机理及热分析动力学研究

采用热分析（TG、DTG、DSC）技术,进行不同升温速率（10℃/min,,20℃/min,30℃/min）下碳气化反热分析研究。结果表明：在线性升温条件下,碳气化反应分为反应放热的缓慢阶段和吸热的快速阶段。慢速气化阶段呈现放热的原因是CO2在固体碳表面发生吸附作用热大于气化反应热。通过Coats-Redffen法求解动力学参数,得出慢速和快速气化阶段的活化能分别为65.68～33.38kJ·mol-1和159.26～105.58kJ·mol-1,并随升温速率的提高而降低。